- 二一组卷

题型：计算题题类：难易度：普通

贵州省贵阳市第一名校2023-2024学年高二下学期物理6月月考试题

如图8所示、横截面积 $\text{[math]}$ 的薄壁汽缸开口向上竖直放置，a、b为固定在汽缸内壁的卡口，a、b之间的距离 $\text{[math]}$ ， b到汽缸底部的距离 $\text{[math]}$ ，质量 $\text{[math]}$ 的水平活塞与汽缸内壁接触良好，只能在a、b之间移动，刚开始时缸内理想气体的压强为大气压强 $\text{[math]}$ ，热力学温度 $\text{[math]}$ ，活塞停在b处，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，活塞厚度、卡口的体积均可忽略，汽缸、活塞的导热性能均良好，不计活塞与汽缸之间的摩擦。若缓慢升高缸内气体的温度，外界大气压强恒定。

（1）、求当活塞刚要离开卡口b时，缸内气体的热力学温度 $\text{[math]}$ ；

（2）、求当缸内气体的热力学温度 $\text{[math]}$ 时，缸内气体的压强 $\text{[math]}$ ；

（3）、在以上全过程中气体内能增量 $\text{[math]}$ ，求全过程缸内气体吸收的热量Q。

举一反三

如图（a）所示，竖直放置、开口向上的汽缸内用质量m=10kg的活塞封闭着一部分理想气体，活塞横截面积S=0.01m² ，能无摩擦的滑动。初始时活塞处于静止状态，距离气缸底部的高度h₁=9cm。若汽缸、活塞导热性好，气体温度始终保持不变，已知大气压强p₀=1×10⁵Pa，重力加速度g取10m/s² ，求

在深度为h的湖泊底部产生一直径为 $\text{[math]}$ 的球形气泡，气泡由水底上升 $\text{[math]}$ 时，直径变为 $\text{[math]}$ ，若该过程中气体膨胀对外做的功为W，气泡内的气体可视为理想气体，忽略气泡上升过程中的温度变化，气泡内气体的压强始终等于气泡外水的压强，大气压强恒为 $\text{[math]}$ ，水的密度恒为 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ 。求：

如图所示，倾角为α=30°的斜面体固定，下端封闭长为L=150cm的玻璃管，用两段长度均为l=10cm的水银柱将气柱1、2封闭，将玻璃管开口向上静置在斜面上，稳定时气柱1、2的长度分别为l₁=40cm，l₂=50cm，已知环境温度为t=-23℃，大气压强恒为p₀=75cmHg。（以下结果均保留两位有效数字）

（1）仅将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过60°，稳定时空气柱1、2的长度分别为多少？

（2）仅将环境的温度缓慢升高到77℃，通过分析计算是否有水银溢出。

如图，水平固定不动的绝热气缸内，用不导热的轻质活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞横截面积为S，汽缸底部有一电热丝，其阻值为 $\text{[math]}$ ，一轻绳左端连接活塞，另一端跨过定滑轮后与质量为 $\text{[math]}$ 的空小桶相连。开始时小桶静止，外界大气压强为 $\text{[math]}$ ，活塞距离气缸底部的距离为 $\text{[math]}$ ，不计一切摩擦阻力，重力加速度大小为 $\text{[math]}$ 。

（i）若将电热丝通以大小为 $\text{[math]}$ 的恒定电流缓慢加热气体，经时间 $\text{[math]}$ 后，活塞缓慢向右移动的距离为 $\text{[math]}$ ，求该过程气体内能的增量；

（ii）若将小桶内缓慢加入细沙，同时控制电热丝的加热功率，保持气缸内气体温度不变，当加入质量为 $\text{[math]}$ 的细沙时，求该过程活塞向右缓慢移动的距离 $\text{[math]}$ 。

如图所示，是两位同学在参与游乐场中的“充气碰碰球”游戏的场景，用完全封闭的 $\text{[math]}$ 薄膜充气膨胀成型，人钻入中空的洞中，进行碰撞游戏。充气之后碰碰球内气体体积为 $\text{[math]}$ ，压强为 $\text{[math]}$ ，碰撞时气体最大压缩量为 $\text{[math]}$ ，已知球内气体压强不能超过 $\text{[math]}$ ，外界大气压 $\text{[math]}$ ，忽略碰撞时球内气体温度变化，球内气体可视为理想气体，求：

（1）压缩量最大时，球内气体的压强；

（2）为保障游戏安全，在早晨 $\text{[math]}$ 环境下充完气的碰碰球（球内压强 $\text{[math]}$ ），是否可以安全地在中午 $\text{[math]}$ 的环境下游戏碰撞，请通过计算判断。

某款智能手机可以直接显示手机所处环境的压强和温度，某科创小组想利用智能手机的这种功能测量一形状不规则又易溶于水的物体密度，他们自制了“测量筒”，测量筒由上端开口的隔热性良好且可电加热的圆柱形气缸和横截面积为 $\text{[math]}$ 的隔热轻质活塞组成。具体操作如下：

第一步：如图甲所示，将手机放入测量筒，放上活塞，手机稳定显示压强 $\text{[math]}$ ；

第二步：如图乙所示，在活塞上轻放待测物体，稳定后，手机显示压强 $\text{[math]}$ ；

第三步：如图丙所示，把待测物体也放入气缸里，再放上活塞，待手机稳定显示温度 $\text{[math]}$ 时，测得活塞到汽缸底部高度 $\text{[math]}$ 。然后开启电热丝加热一段时间，待手机稳定显示温度 $\text{[math]}$ 时，测得活塞上升了 $\text{[math]}$ 。

（封闭的空气视为理想气体，忽略一切摩擦，待测物体的体积始终不变，不计电热丝和手机的体积）。求：

（1）第二步中，筒内气体在放上待测物前后的两种稳定状态进行比较，放上待测物后筒内气体分子的平均速率{#blank#}1{#/blank#}（填“增大”、“减小”、“不变”），气体的内能{#blank#}2{#/blank#}（填“增加”、“减少”、“不变”）：

（2）待测物体的质量{#blank#}3{#/blank#}；

（3）待测物体的体积{#blank#}4{#/blank#}。

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